电子技术：触发器和时序逻辑电路
电工电子技术基础 第2版 第11章 触发器与时序逻辑电路
RD
SD
Q
0
1
0
1
0
1
1
1
不变
0
0
禁用
基本 RS 触发器状态表
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第11章 触发器和时序逻辑电路——双稳态触发器
逻辑功能
RD SD 00 01 10 11
Q 不定
0 1 保持
功能 不允许
置0 置1 记忆
第一节 双稳态触发器 第二节 寄存器 第三节 计数器
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第11章 触发器和时序逻辑电路
思政引例ห้องสมุดไป่ตู้
非学无以广才， 非志无以成学。
——诸葛亮
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第11章 触发器和时序逻辑电路
思政引例
触发器（Flip-Flop，FF）具有记忆功能的时序逻辑 组件，记录二进制数字“0”和“1”。触发器由逻辑门 电路组合而成，电路在任一时刻输出信号不仅取决于该 时刻电路输入信号，而且还决定于电路原来状态。时序 逻辑电路具有记忆功能。计数器、寄存器电路。RS触发 器、K触发器和D触发器逻辑符号和逻辑功能，弄清触 发器翻转条件。了解数码寄存器和移位寄存器及二进制 计数器和二一十进制计数器的工作原理。
电路结构
四门钟控型 维持阻塞型
主从型
T触发器
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第11章 触发器和时序逻辑电路——双稳态触发器
11.1 双稳态触发器
两个稳定的工作状态（1态和0态 分类: a. 按逻辑功能
RS 触发器、 JK 触发器、D 触发器
b. 按其结构 主从型触发器、维持阻塞型触发器
RS触发器和JK触发器资料
触发器与时序逻辑电路在数字电路课程中，组合逻辑电路任意时刻的输出信号的稳态值，仅取决于该时刻各个输入信号的取值组合，而在时序逻辑电路中，任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，还取决于电路原来的状态，即电路的输出与以前的输入和输出也有关系时序逻辑电路常用的表示方法有逻辑方程式、状态表、状态图、时序图四种。
触发器是时序逻辑电路中最基本的存储器件，具有高电平、低电平两种稳字的输出状态和“不触不发，一触即发”的工作特点。
一、 RS 触发器（Q 与Q1状态相反）SRQQ1特性表：二、 状态方程：Q n+1= S+RQ n R+S=1 (约束条件)三、 时钟控制的RS 触发器基本RS 触发器的状态转换过程是由输入信号控制的，在实际工作中，触发器的工作不仅要由触发输入信号决定，还要求按照一定的节拍工作，因此，需要增加一个同时控制端引入同步控制信号。
称为时钟信号。
把这种触发器称为时钟触发器。
SRQQ1CP当CP=0时，S 与R 端经过与非门后，输入RS 触发器的输入端，输出保持不变当CP=1时，S 与R 端经过与非门后，在原状态取反，输入RS 触发器，进行触发。
特性方程：Q n+1= S+RQ nRS=0 (约束条件仍然存在)四、JK触发器为了解决约束问题及输入端可直接控制输入的问题，将两级RS触发器串接，并再引入两条反馈，构成JK触发器。
JQCPQ1K状态方程：J、K触发器的J、K输入端相当于RS触发器的S、R端，S=JQ‘，R=KQ，将其代入RS 触发器的状态方程，得到JK触发器的状态方程：Q n+1=JQ n+KQ n在这个电路中，由于引入两条反馈线，Q和Q的状态始终一个为0，一个为1，无论J、K为何值，主触发器的输出不可能同时为1，不存在约束的问题。
触发器及时序逻辑电路考试试题(电工电子技术大学专业试卷)
触发器及时序逻辑电路考试试题一．填空题：1、欲将D 触发器作成翻转触发器，应令D ＝ ；欲将JK 触发器作成翻转触发器，最简单的方法是 令J ＝ ，K ＝ 。
2、与非门构成的基本RS 触发器输入为D S 、D R ，工作时的约束条件为 。
3、时序逻辑电路的特点是 。
4、一个JK 触发器，现态Q n ＝0，要求在CP 作用下进入次态Q n+1＝1，可令J ＝ ， K= 。
5、设计一个五进制计数器，最少需要触发器的个数是 。
6、具有置0、置1、保持和翻转功能的触发器是 触发器；只具有置0、置1功的触发器是 触发器。
7、D 触发器的特征方程为 ，JK 触发器的特征方程为 。
8、若要将T 触发器转换为/T 触发器，可将T 端接 电平。
9、要存储n 位二进制信息需要 个触发器？ 10、触发器的状态是指 端的状态. 二．选择题:1、输入时钟脉冲频率为100KH Z 时，则十进制计数器最高一级触发器输出脉冲的频率为（ ）。
A ．10KH ZB ．20KH ZC ．50KH ZD ．100KH Z2、具有置0、置1、保持、翻转四种功能的触发器为 ( ) 。
A ．RS 触发器B ．JK 触发器C ．D 触发器 D ．T 触发器3.设计一个七进制计数器，最少需要触发器的个数是( ) 。
A ．2个B ．3个C ．8个D ．15个 4、四位二进制加法计数器能计的最大十进制数位为 （ ）。
A ．4B ．10C ．15D ．16 5、四位二进制加法计数器的有效状态有( )个。
A ．4B ．10C ．15D ．167、下列电路中，是时序电路的是（ ）A ．编码器B ．寄存器C ．译码器D ．加法器 8、/T 触发器具有（ ）功能。
A ．置0B ．置1C ．保持D ．翻转9、与非门组成的基本RS 触发器的输入端D S 称为直接置1端，D R 称为直接置0端，若要使该触发器实现置1功能，应令（ ）。
A ．0S D = 0R D =B ．1S D = 0R D =C ．B ．0SD = 1R D = D ．B ．1S D = 1R D =10、图2-1所示是一个由74LS290型集成芯片构成的计数器，分析它是一个（ ）进制计数器？A ．五进制B ．六进制C ．七进制D ．十四进制三、判断题:（ ）1、一个十进制计数器可以作为十分频器使用。
触发器和时序逻辑电路
Q
.
& G1
.
& G2
1 SD
被封锁
1
& G3
1
& G4 0 被封锁 R C
章目录 返回
RD1
R，S 输入状态 不起作用。 触发器状态不变
S
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当C=1时 触发器状态由R，S 输入状态决定。
Q
Q
.
& G1
.
& G2
触发器的翻转 1 SD 时刻受C控制 （C高电平时 打开 & G 3 翻转），而触 发器的状态由 R，S的状态决页
22.1.1 R－S 触发器
1. 基本 R－S 触发器 两互补输出端 正常情况下， 两输出端的状态 保持相反。通常 以Q端的逻辑电 平表示触发器的 状态，即Q=1， Q=0时，称为“1‖ 态；反之为“0‖ 态。 Q Q
.
& G1 SD 两输入端
.
反馈线
& G2
RD
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Q
.1
& G2
触发器置“0‖
1
& G3
0 RD 1
& G4 1
触发器置“1‖
S0
C
R1
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(4) S =1, R= 1
Q=0 1 Q
若先翻
Q 1 Q=1
.
& G1 1 1
. 若先翻
& G2
当时钟由 1变 0 后 触发器状态不定
1 SD
0 1
0 RD 1 1
& G3
& G4
S1
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集成电子技术习题及解析-第二篇第4章
因为D触发器的特性方程为： ,而 触发器的特性方程为 所以 ，所以电路为：
题2.4.14由负边沿JK触发器组成的电路及CP、A的波形如图题2.4.14所示，试画出QA和QB的波形。设QA的初始状态为0。
图题2.4.14
② 依次设定初始状态，代入状态方程，求得次态，初态一般设为从0000开始；
③ 由求得的状态，画出状态转换图（把所有的状态都画上）；
④ 根据状态转换图，可以画出波形图（时序图）；
⑤得出电路的功能结论（计数器的模、进制数、能否自启动或其它结论）；
分析时序电路还可以用其它的方法，本题不一一列出。
题2.4.22三相步进马达对电脉冲的要求如图题2.4.22所示，要求正转时，三相绕组Y0、Y1、Y2按A、B、C的信号顺序通电，反转时，Y0、Y1、Y2绕组按A、C、B的信号顺序通电(分别如图中的状态转换图所示)。同时，三相绕组在任何时候都不允许同时通电或断电。试用JK触发器设计一个控制步进马达正反转的三相脉冲分配电路。
(a) 是一个同步计数器，各触发器激励方程
触发器激励方程代入各自的特性方程求得状态方程：
依次设定初态，计算出次态如下：
初态设定从 开始，→001→010→011→100→001
→010， →000， →000
有状态转换图为：
111→000←110所以电路的模是M＝4，采用余1码进行计数
↓ 四分频后，最高位的输出频率为
图题2.4.19
解：解该题时，注意全加器是一个合逻辑电路，而移位寄存器和触发器是一个时序电路，要注意时序关系。其波形如图：
题2.4.20(1)试分析图题2.4.20(a)、(b)所示计数器的模是多少?采用什么编码进行计数?
数字电子技术基础4
0 1 0 1
0 1 1 0
每输入一个脉 冲，输出状态 改变一次
T＝1时， 翻转。
Q n1 Q n
如果将T恒接高电平，就构成了一种特殊的触发器T’，它 Q n1 Q n 只是脉冲翻转电路 。
4-2-4. 边沿触发器
为了提高触发器的抗干扰能力，希望触发器的次态仅仅 取决于 CP 作用沿到达时刻输入信号的状态。这样的触发器 称为边沿触发器。 这里，重点介绍利用 CMOS 传输门构成的 边沿 D 触发器
CP=1 时 打 开 CP=0 时 封 锁
Q = Q’
注意：在CP的一个变化周期中，触发器输出状态只改变一次。
3. 特性表 4. 几点说明 1)图示主从RS 触发器 1 触发有效； 2)表中*表示：若 R、S 端同时触发， 则在CP回到0后,输出状态不定； 3)输入端的约束条件为 RS = 0。 CP 0 R X 0 0 1 S X 0 1 0 Qn+1 Qn Qn 1 0
4-2-2. 同步 RS触发器
在数字系统中，如果要求某些触发器在同一时刻动作，就 必须给这些触发器引入时间控制信号,使这些触发器只有在 同步信号到达时才按输入信号改变状态。 时间控制信号也称同步信号，或时钟信号， 或时钟脉冲，简称时钟，用 CP 表示 Q Q 受CP控制的触发器称为时钟触发器。
一、电路结构与工作原理
S CP R
Q
&
Q
触发器在CP控制下正常工作时应使 SD、RD 处于高电平。
&
G4
G2
注意：用SD、RD 将触发器置位或复位应当在CP=0的状态 下进行，否则在SD、RD 返回高电平以后，无法保存预置 的状态。
二. 动作特点
触发器-时序逻辑电路实验报告
1实验报告课程名称：数字电子技术基础实验 指导老师：樊伟敏实验名称：触发器应用实验实验类型：设计类 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1. 加深理解各触发器的逻辑功能，掌握各类触发器功能的转换方法。
2. 熟悉触发器的两种触发方式（电平触发和边沿触发）及其触发特点。
3. 掌握集成J-K 触发器和D 触发器逻辑功能的测试方法。
4. 学习用J-K 触发器和D 触发器构成简单的时序电路的方法。
5. 进一步掌握用双踪示波器测量多个波形的方法。
二、主要仪器与设备实验选用集成电路芯片：74LS00（与非门）、74LS11（与门）、74LS55（与或非门）、74LS74（双D 触发器）、74LS107（双J —K 触发器），GOS-6051 型示波器，导线，SDZ-2 实验箱。
三、实验内容和原理 1、D →J-K 的转换实验①设计过程：J-K 触发器和D 触发器的次态方程如下： J-K 触发器：n n 1+n Q Q J =Q K +， D 触发器：Qn+1=D 若将D 触发器转换为J-K 触发器，则有：nn Q Q J =D K +。
②仿真与实验电路图：仿真电路图如图1所示。
操作时时钟接秒信号，便于观察。
图1实验名称：触发器应用实验 姓名： 学号： 2③实验结果：2、D 触发器转换为T ’触发器实验①设计过程：D 触发器和T ’触发器的次态方程如下：D 触发器：Q n+1= D ， T ’触发器：Q n+1=!Q n若将D 触发器转换为T ’触发器，则二者的次态方程须相等，因此有：D=!Qn 。
②仿真与实验电路图：仿真电路图如图2 所示。
操作时时钟接秒信号。
③实验结果：发光二极管按时钟频率闪动，状态来回翻转。
3、J-K →D 的转换实验。
逻辑电路 分类
逻辑电路分类逻辑电路是现代电子技术中的重要组成部分，它们用于在电子设备中处理和传输信息。
根据其功能和结构的不同，逻辑电路可以分为多个分类。
以下是对几种常见的逻辑电路分类的介绍。
第一类是组合逻辑电路。
组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路，逻辑门根据输入信号的组合来产生输出信号。
组合逻辑电路的输出只与当前的输入信号有关，而不受过去输入信号的影响。
常见的组合逻辑电路包括与门、或门、非门等。
与门的输出只有在所有输入信号都为1时才为1，否则为0；或门的输出只有在任意一个输入信号为1时才为1，否则为0；非门的输出与输入信号相反。
第二类是时序逻辑电路。
时序逻辑电路是由存储器和触发器等组成的电路，它可以根据输入信号和内部状态的变化来产生输出信号。
时序逻辑电路具有内部记忆功能，可以实现存储和处理信息的功能。
触发器是时序逻辑电路的核心元件，它可以存储一个比特的信息，并根据时钟信号的变化来改变其输出状态。
常见的触发器包括D触发器、JK触发器等。
第三类是可编程逻辑器件。
可编程逻辑器件是一种集成电路，可以根据用户的需求进行编程，实现不同的逻辑功能。
它通常由逻辑门和可编程的连接结构组成，可以根据用户的输入信号和编程信息来产生输出信号。
常见的可编程逻辑器件有可编程门阵列（PGA）、可编程逻辑阵列（PLA）等。
第四类是数字信号处理器（DSP）。
数字信号处理器是一种专门用于处理数字信号的微处理器，它可以对输入的数字信号进行快速、准确的处理。
数字信号处理器通常具有高速、高精度和低功耗的特点，广泛应用于通信、音频、视频等领域。
以上是对几种常见的逻辑电路分类的简要介绍。
通过合理的组合和应用这些逻辑电路，可以实现各种复杂的电子系统和功能。
在现代科技发展的背景下，逻辑电路的应用前景十分广阔，将持续为人类生活和工作带来更多的便利和创新。
电子技术习题解答触发器和时序逻辑电路及其实际应用习题解答
第8章触发器和时序逻辑电路及其应用习题解答8.1 已知基本RS 触发器的两输入端D S 和D R 的波形如图8-33所示，试画出当基本RS 触发器初始状态分别为0和1两种情况下，输出端Ｑ的波形图。
图8-33 习题8.1图解：根据基本RS 触发器的真值表可得：初始状态为0和1两种情况下，Ｑ的输出波形分别如下图所示：习题8.1输出端Ｑ的波形图8.2 已知同步RS 触发器的初态为0，当S 、R 和CP 的波形如图8-34所示时，试画出输出端Ｑ的波形图。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
图8-34 题8.2图解：根据同步RS 触发器的真值表可得：初始状态为0时，Ｑ的输出波形分别如下图所示：习题8.2输出端Ｑ的波形图8.3 已知主从JK 触发器的输入端CP 、J 和K 的波形如图8-35所示，试画出触发器初始状态分别为0时，输出端Ｑ的波形图。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
图8-35 习题8.3图解：根据主从JK 触发器的真值表可得：初始状态为0情况下，Ｑ的输出波形分别如下图所示：图所示：习题8.3输出端Ｑ的波形图的波形图8.4 已知各触发器和它的输入脉冲CP 的波形如图8-36所示，当各触发器初始状态均为1时，试画出各触发器输出Ｑ端和Q 端的波形。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
图8-36 习题8.4图解：根据逻辑图及触发器的真值表或特性方程，且将驱动方程代入特性方程可得状态方程。
即：（a ）J ＝K ＝1；Ｑn ＋1＝n Ｑ，上升沿触发酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
（ｂ）J ＝K ＝1；Ｑn ＋1＝n Ｑ， 下降沿触发下降沿触发（ｃ）K ＝0，J ＝1；Ｑn ＋1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝1，上升沿触发，上升沿触发 （ｄ）K ＝1，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋1＝J nＱ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０·Ｑn ＝n Ｑ，上升沿触发，上升沿触发 （ｅ）K ＝Ｑn ，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０＝n Ｑ，上升沿触发，上升沿触发（ｆ）K ＝Ｑn ，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０＝nＱ，下降沿触发，，下降沿触发， 再根据边沿触发器的触发翻转时刻，可得当初始状态为1时，各个电路输出端Ｑ的波形分别如图（a ）、（b ）、（c ）、（d ）、（e ）和（f ）所示，其中具有计数功能的是：（a ）、（b ）、（d ）、（e ）和（f ）。
电工电子技术基础知识点详解11-1--思政引例
第11章触发器和时序逻辑电路思政引例非学无以广才，非志无以成学——诸葛亮毒肿瘤治疗的机械触发器触发器（Flip-Flop，FF）是一种应用在数字电路上具有记忆功能的时序逻辑组件，可记录二进制数字“0”和“1”。
触发器工作是要处理输入信号、输出信号和时钟频率之间相互影响，要在时钟脉冲信号来到时才会被“触发”而动作，“触发器”名称由此而来。
触发器是构成时序逻辑电路以及各种数字系统基本逻辑单元，是由逻辑门电路组合而成，其结构大多由RS触发器派生而来。
近年来，随着脉冲技术迅速发展，触发器广泛应用于数字信号的产生、变换、存储等方面。
由触发器构成寄存器和计数器等时序逻辑器件，在通信、雷达、电子计算机、遥控、遥测等各个领域都发挥着极其重要的作用。
数字逻辑电路分为两大类：一类是组合逻辑电路，即电路中任一时刻的输出信号仅取决于该时刻电路输入信号，而与电路的原状态无关。
另一类是时序逻辑电路，即电路在任一时刻的输出信号不仅取决于该时刻电路的输入信号，而且还决定于电路原来的状态。
也就是说，时序逻辑电路具有记忆功能，这是时序逻辑电路与组合逻辑电路的本质区别。
在数字系统中，需要保存一些数据和运算结果，因此需要具有记忆功能电路，例如，计数器、寄存器电路。
触发器作为基本单元构成时序逻辑电路，时序逻辑电路具有记忆功能。
本章从构成时序逻辑电路基本单元电路---触发器结构出发，介绍几种常用触发器工作原理、逻辑功能及其动作特点。
通过举例分析寄存器、计数器电路的工作原理及逻辑功能介绍时序逻辑电路分析方法。
最后，简介计数器芯片功能和应用。
注意理解RS触发器、K触发器和D触发器逻辑符号和逻辑功能，弄清触发器在什么条件下改变状态（翻转）以及在什么时刻翻转。
了解数码寄存器和移位寄存器及二进制计数器和二一十进制计数器的工作原理。
第12章 触发器与时序逻辑电路
数字电子技术
基本RS触发器是由输入信号直接控制触发器的输出状态。也 就是说R或S的到来，基本RS触发器将随之翻转，这在实际应用 中会有许多不便，尤其在时间关系上难以控制，弄不好会在各触 发器的状态转换关系上造成错乱。在实际工作中，常常要求某些 触发器按照一定的频率协调同步动作，为此我们希望有一种这样 的触发器，它们在一个称为时钟脉冲信号CP的控制下翻转，没有 CP就不翻转，CP来到后才翻转。以保证触发器在同步时刻到来 时才由输入信号控制输出状态。我们把这个控制脉冲信号称为时 钟脉冲CP（Clock Pulse），此时触发器的输出状态就由时钟脉 冲CP和输入信号共同决定。 这种由时钟脉冲和输入信号共同决定输出状态的触发器，称 为同步触发器或时钟触发器。同步RS触发器是其中最基本的一种 电路结构。
数字电子技术
基本RS触发器是触发器电路的基本结构形式，是构成其它类 型触发器的基础。从内部结构看，可分为由与非门组成的基本RS 触发器和或非门组成的基本RS触发器两种。
12.1.1 由与非门组成的基本RS触发器
1．电路结构及逻辑符号 由与非门组成的基本RS触发器内部电路结构及逻辑符号如图 12.1所示，它由两个与非门相互交叉耦合而成。有两个信号输入 端和，一般情况下，字母上的“非”表示低电平有效；有两个输 出端Q和，正常情况下，二者是相反的逻辑状态。这里所加的输 入信号（低电平）称为触发信号，由它们导致的转换过程称为翻 转。由于这里的触发信号是电平，因此这种触发器称为电平控制 触发器。
数字电子技术 综上所述，基本RS触发器具有复位（Q =0）、臵位（Q =1）、保持原状态三种功能，R为复位输入端，S为臵位输入端， 可以是低电平有效，也可以是高电平有效，取决于触发器的结构。 其缺点是由于输入信号直接控制触发器的输出状态，虽然电 路结构简单，但电路的抗干扰能力差；另外输入端R和S之间有约 束，限制了触发器的使用。
电子技术习题解答.第8章.触发器和时序逻辑电路及其应用习题解答
第8章 触发器和时序逻辑电路及其应用习题解答8.1 已知基本RS 触发器的两输入端D S 和D R 的波形如图8-33所示，试画出当基本RS 触发器初始状态分别为0和1两种情况下，输出端Ｑ的波形图。
图8-33 习题8.1图解：根据基本RS 触发器的真值表可得：初始状态为0和1两种情况下，Ｑ的输出波形分别如下图所示：习题8.1输出端Ｑ的波形图8.2 已知同步RS 触发器的初态为0，当S 、R 和CP 的波形如图8-34所示时，试画出输出端Ｑ的波形图。
图8-34 题8.2图解：根据同步RS 触发器的真值表可得：初始状态为0时，Ｑ的输出波形分别如下图所示：习题8.2输出端Ｑ的波形图8.3 已知主从JK触发器的输入端CP、J和K的波形如图8-35所示，试画出触发器初始状态分别为0时，输出端Ｑ的波形图。
图8-35 习题8.3图解：根据主从JK触发器的真值表可得：初始状态为0情况下，Ｑ的输出波形分别如下图所示：习题8.3输出端Ｑ的波形图8.4 已知各触发器和它的输入脉冲CP的波形如图8-36所示，当各触发器初始状态均为1时，试画出各触发器输出Ｑ端和Q端的波形。
图8-36 习题8.4图解：根据逻辑图及触发器的真值表或特性方程，且将驱动方程代入特性方程可得状态方程。
即：（a ）J ＝K ＝1；Ｑn ＋1＝n Ｑ，上升沿触发 （ｂ）J ＝K ＝1；Ｑn ＋1＝n Ｑ， 下降沿触发 （ｃ）K ＝0，J ＝1；Ｑn ＋1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝1，上升沿触发 （ｄ）K ＝1，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０·Ｑn ＝n Ｑ，上升沿触发 （ｅ）K ＝Ｑn ，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０＝n Ｑ，上升沿触发 （ｆ）K ＝Ｑn ，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０＝n Ｑ，下降沿触发， 再根据边沿触发器的触发翻转时刻，可得当初始状态为1时，各个电路输出端Ｑ的波形分别如图（a ）、（b ）、（c ）、（d ）、（e ）和（f ）所示，其中具有计数功能的是：（a ）、（b ）、（d ）、（e ）和（f ）。
常用的时序逻辑电路
常用的时序逻辑电路时序逻辑电路是数字电路中一类重要的电路，它根据输入信号的顺序和时序关系，产生对应的输出信号。
时序逻辑电路主要应用于计时、控制、存储等领域。
本文将介绍几种常用的时序逻辑电路。
一、触发器触发器是一种常见的时序逻辑电路，它具有两个稳态，即SET和RESET。
触发器接受输入信号，并根据输入信号的变化产生对应的输出。
触发器有很多种类型，常见的有SR触发器、D触发器、JK 触发器等。
触发器在存储、计数、控制等方面有广泛的应用。
二、时序计数器时序计数器是一种能按照一定顺序计数的电路，它根据时钟信号和控制信号进行计数。
时序计数器的输出通常是一个二进制数，用于驱动其他电路的工作。
时序计数器有很多种类型，包括二进制计数器、BCD计数器、进位计数器等。
时序计数器在计时、频率分频、序列生成等方面有广泛的应用。
三、时序比较器时序比较器是一种能够比较两个信号的大小关系的电路。
它接受两个输入信号，并根据输入信号的大小关系产生对应的输出信号。
时序比较器通常用于判断两个信号的相等性、大小关系等。
常见的时序比较器有两位比较器、四位比较器等。
四、时序多路选择器时序多路选择器是一种能够根据控制信号选择不同输入信号的电路。
它接受多个输入信号和一个控制信号，并根据控制信号的不同选择对应的输入信号作为输出。
时序多路选择器常用于多路数据选择、时序控制等方面。
五、时序移位寄存器时序移位寄存器是一种能够将数据按照一定规律进行移位的电路。
它接受输入信号和时钟信号，并根据时钟信号的变化将输入信号进行移位。
时序移位寄存器常用于数据存储、数据传输等方面。
常见的时序移位寄存器有移位寄存器、移位计数器等。
六、状态机状态机是一种能够根据输入信号和当前状态产生下一个状态的电路。
它由状态寄存器和状态转移逻辑电路组成，能够实现复杂的状态转移和控制。
状态机常用于序列识别、控制逻辑等方面。
以上是几种常用的时序逻辑电路，它们在数字电路设计中起着重要的作用。
时序逻辑电路的定义
时序逻辑电路的定义时序逻辑电路是一种基于时钟信号进行操作的电路，它根据输入信号的状态变化和时钟信号的边沿触发，在特定的时刻产生相应的输出信号。
时序逻辑电路在数字系统设计中起着重要的作用，它能够实现复杂的计算、存储和控制功能。
本文将从时序逻辑电路的基本概念、设计原则和应用范围等方面进行详细介绍。
一、时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路由触发器、计数器、状态机等基本元件组成。
触发器是最基本的时序逻辑电路元件，它能够存储一个比特的信息，并在时钟信号的作用下按照一定的规则进行状态转换。
计数器是一种特殊的触发器，它能够根据时钟信号的边沿触发，在每个时钟周期内对计数器的值进行加一或减一的操作。
状态机是由一组触发器和组合逻辑电路组成的复杂时序逻辑电路，它能够根据输入信号的变化和时钟信号的触发，在不同的状态之间进行切换，并产生相应的输出信号。
二、时序逻辑电路的设计原则时序逻辑电路的设计需要遵循以下原则：1. 合理选择触发器类型：触发器有很多种类型，如D触发器、JK 触发器、T触发器等。
在选择触发器类型时，需要考虑电路的功能需求、时钟频率和面积等因素，并综合考虑时序逻辑电路的性能和成本等因素。
2. 确定时钟信号：时序逻辑电路的运行是基于时钟信号的，因此选择合适的时钟信号是非常重要的。
时钟信号的频率和占空比需要根据电路的工作频率和响应时间进行合理的设计，以确保电路的稳定性和可靠性。
3. 确定状态转换规则：状态转换规则是时序逻辑电路的关键，它决定了电路在不同状态之间如何切换，并产生相应的输出信号。
在确定状态转换规则时，需要考虑输入信号的变化和时钟信号的触发，以确保电路能够正确地响应输入信号的变化。
4. 进行时序分析和优化：时序逻辑电路的设计需要进行时序分析和优化，以确保电路的正确性和性能。
时序分析主要包括时序约束分析和时序验证，通过对电路的传输延迟、时钟频率和时序关系等进行分析，以确保电路的稳定性和可靠性。
时序优化主要包括时钟树优化、时序合并和时序缩减等，通过对电路的布局、时钟分配和时序逻辑优化，以提高电路的性能和可靠性。
时序逻辑电路设计
时序逻辑电路设计时序逻辑电路是指根据时序关系进行信息处理的电路。
在现代电子技术领域，时序逻辑电路扮演着至关重要的角色。
本文将介绍时序逻辑电路设计的基本原理、方法以及相关技术。
一、时序逻辑电路的概念和分类时序逻辑电路是根据设定的时钟信号对输入信号进行处理并产生特定输出信号的电路。
它可以分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。
同步时序逻辑电路是基于时钟信号的输入输出的，它的工作状态由时钟信号的边沿决定。
常见的同步时序逻辑电路包括触发器、计数器等。
异步时序逻辑电路则是与时钟信号无关的，它的工作状态由输入信号的变化决定。
典型的异步时序逻辑电路包括锁存器和状态机。
二、时序逻辑电路设计的基本原理时序逻辑电路设计的基本原理包括时钟信号的选择、状态图的设计和触发器的使用。
1. 时钟信号的选择时钟信号是时序逻辑电路设计中必不可少的元件。
它决定了电路的工作频率和时序关系。
合理选择时钟信号能够保证电路的正常工作和时序的准确性。
2. 状态图的设计状态图是时序逻辑电路设计中的重要工具。
它可以帮助设计者对电路的状态转移进行清晰的描述和分析。
在状态图的设计中，需要考虑输入信号、输出信号以及状态转移条件。
3. 触发器的使用触发器是时序逻辑电路设计中的关键组件。
它可以存储和控制电路的状态。
触发器的选择和配置直接影响着电路的性能和功能。
三、时序逻辑电路设计的方法时序逻辑电路设计的方法包括状态图设计、状态转移表设计和电路实现。
1. 状态图设计状态图设计是时序逻辑电路设计的第一步。
通过绘制状态图，可以清晰地描述电路的各个状态以及状态之间的转移关系。
2. 状态转移表设计状态转移表是状态图的一种具体表示方法。
通过状态转移表可以清晰地了解每个状态的输入条件以及相应的输出。
3. 电路实现电路实现是将状态图或状态转移表转换为实际的电路结构。
常见的电路实现方法包括门电路、触发器电路等。
四、时序逻辑电路设计的相关技术时序逻辑电路设计涉及到许多相关技术，包括时钟分频技术、同步技术和时钟边沿检测技术等。
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13.1.1 基本RS触发器 1.组成:由两个“与非”门交叉联接而成。 2.逻辑电路和逻辑符号
置位端或
SD
置“1”端
复位端或
RD
清“0”端
Q 1,Q 0 “1”态;
&
G1
&
G2
逻辑电路
Q SD
RD
Q
低电平 有效
S
Q
R
Q
逻辑符号
Q 0,Q 1 “0”态。
G3
01 1
G1
& 1& G4 01 1 G2
1RD
01 10
Q 10 01
Q
2. JK触发器
2) 逻辑功能
01
CP=1时,触发器的输出状态如下: J 0
c) J=0,K=1, →Qn+1=0。
CP 1
& SD1 &
G3 1 1 G1
01 0 Q
10
Qn=0时, →Qn+1=Qn=0。 Qn=1时, →Qn+1=0。
现态Qn:输入信号作用前触发器的输出状态。简写“Q”。
次态Qn+1:输入信号作用后触发器的输出状态。
13.1.1 基本RS触发器
3. 逻辑功能 （1）SD 1，RD 0→Qn+1=0,复位状态。
SD
101 01 1
& G1
（2）SD 0，RD 1→Qn+1=1,置位状态。
1 01 &
（3）SD 1，RD 1 →Qn+1=Qn,保持不变。 RD 110 G2
K1 10
& 0& G4 1 G2
1R D
1
Q
d) J=1,K=0, →Qn+1=1。 Qn=0时, →Qn+1=1。 Qn=1时, →Qn+1=Qn=1。
01 J1 CP 1
K0
& SD1 &
G3 01 G1
& 1& G4 1 G2
10 1 Q
01 0
Q
10
1RD
2. JK触发器 3) 逻辑功能表
次态方程
Qn+1 =D
SD
S
D
1D
CP
C1
RD
R
逻辑符号
01 Q
10
Q
Q Q
4. T触发器 1) 逻辑电路和符号
D=T Q
2) 逻辑功能 CP=0时, Qn+1 =Q
SD
S
T
=1
CP
1D C1
Q
CP=1时,T=1, D=1 Q=Q Qn+1 =Q
RD
CP
&
&
R
G4
G2
RD
Q
R
1R
Q
RD
R
逻辑符号
导引电路 逻辑电路
翻转:触发器由“1”态变为“0”态,或由“0”态变为“1”态。
时钟脉冲CP:控制触发器翻转时刻的正脉冲。是控制命令。
1.钟控RS触发器
2) 逻辑功能
•CP=0时,则触发器保持原状态不变。即：Qn+1 =Qn
•CP=1时, a) S=1,R=0→Qn+1为1。 b) S=0,R=1→Qn+1为0。 c) S=R=0 →Qn+1=Qn。 d) S=R=1→输出不定。
10 01 S
0
&
SD 1 01110
G3
1
& Qn+1 = Qn
G1 101 Q
CP 1 & R1010 G4
11 &
1 010 G2 RD 1
0 11 Q
1.钟控RS触发器
3) 功能表 CP S R Qn+1 说明 1 0 0 Qn 保持 1 0 1 0 复位 1 1 0 1 置位 1 1 1 不定 禁用 0 × × Qn 保持
Qn=0,Qn=1 →Qn+1=0。
Qn=1,Qn=0 →Qn+1=1。 （4）SD 0，RD 0 →输出状态不定
0 SD
& G1
&
0 RD
G2
10 10 10
Q 01 0101
Q
1 Q
1 Q
13.1.1 基本RS触发器 4. 逻辑功能表
RD SD Qn+1 说明
0 0 不定 禁止 0 1 0 复位 1 0 1 置位 1 1 Qn 保持
Q
Q
SD
S
J
1J
Q
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CP
C1
K
1K
Q
RD
R
逻辑符号
2. JK触发器
2) 逻辑功能
CP=1时,触发器的输出状态如下:
a) J=K=0, →Qn+1=Qn。 b) J=K=1,→Qn+1=Qn。
Qn=0时, →Qn+1=1。 Qn=1时, →Qn+1=0。
01 J 10 CP1 K 10
10
1
& 1 SD &
输出状态取决于 { 当前输入
原来状态 当输入信号消失后,电路状态仍维持不变。
13.1 双稳态触发器 双稳态触发器是一种具有记忆功能的逻辑单元电路,它能
储存一位二进制码。 按逻辑功能分:RS触发器,JK触发器, D触发器,T触发器等。 按结构分:主从型触发器,维持阻塞型触发器。 特点：
1. 有两个稳定状态“0”态和“1”态； 2.能根据输入信号将触发器置成“0”或“1”态；
CP J K Qn+1 说明 1 0 0 Qn 保持 1 0 1 0 复位 1 1 0 1 置位 1 1 1 Qn 计数 0 × × Qn 保持
4) 波形图
设Q的初始值为“0”
Qn+1 JK
Qn 00 01 11 10 00011
JQ
1 1 0 0 1 KQ
次态方程：Qn+1 =JQ+KQ
CP J101 0 K0 1 1 0
Q 1 0Q Q
3. D触发器
1) 逻辑电路和符号
2) 逻辑功能 CP=0时, Qn+1 =Qn CP=1时,D=0 → Qn+1=0 CP=1时,D=1 → Qn+1=1
D S 10 CP 10
1
& 0 1SD &
G3
1 1
G1
& 101 & R 0 1 G4 1 G2
1RD
3) 功能表
CP D Qn+1 说明 1 0 0 复位 1 1 1 置位 0 × Qn 保持
次态方程 Qn+1 =S+RQn
约束方程为：R S=0
4) 波形图 设Q的初始值为“0”
CP
S0
R0 Q0
10
01
1
0
1
1
不定
2. JK触发器 1) 逻辑电路和符号 2) 逻辑功能 CP=0时,触发器保持原状态不变。即：Qn+1=Qn
JS 0
CP
KR
&
G3
1SD
1
&
G1
&1
&
G4 1 RD G2
什么时候,有储 存记忆功能？
5.波形图 设Q的初始状态为“1”
SD
RD
Q
不定
Q
不定
当 SD, RD 撤去时，触发器状态不定
13.1.2 时钟控制触发器 定义:翻转时刻受统一时钟脉冲控制的触发器。 1.钟控RS触发器 1) 逻辑电路和逻辑符号 基本RS触发器
S
& SD
&
G3
G1
Q
SD
S
S
1S
Q
CP
C1
触发器和时序逻辑电路
13.1 双稳态触发器 13.2 时序逻辑电路
第13章 触发器和时序逻辑电路
触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元。 触发器分类:双稳态触发器.单稳态触发器.无稳态触发器。 特点:具有记忆功能。 时序逻辑电路:由组合逻辑电路和具有记忆作用的触发器构成。 应用:组成各种寄存器、存储器、计数器等。 时序逻辑电路的特点：